抗菌过滤纳米纤维复合材及其制备方法与流程
本发明涉及一种纤维制品及其制备方法，特别是涉及一种抗菌过滤纳米纤维复合材及其制备方法。
背景技术：
1、近年来因新冠肺炎疫情的影响使得人们长时间待在室内，而家具或装潢中可能会释出甲醛、甲苯等挥发性化学物质，若长期暴露于上述的挥发性化学物质也会增加癌症发生的机会，基于此，人们便开始注重空气过滤。除此之外，生活中随处也可见细菌的存在，例如金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus)及肺炎克雷伯菌(klebsiella pneumoniae)等常见引起医院内感染的菌种，也因此使得人们开始重视各种抗菌用的防护用品及抗菌用的过滤用品。
2、而目前已有文献报导采用数种中草药结合针式静电纺丝技术来制作出具有过滤效果及抗菌活性的纳米纤维产品，不过由于所述纳米纤维产品中的纳米纤维是通过针式静电纺丝工序所制得，所以无法大量生产纳米纤维进而让所述纳米纤维产品被大量制造，因此，上述所述纳米纤维产品的制备方法尚有改善的空间。
3、基于上述，如何提供一种兼具空气过滤、抗菌的纳米纤维产品，且所述纳米纤维产品能够被大量生产是目前业界共同要解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的第一目的在于提供一种兼具空气过滤效能及抗菌效果的抗菌过滤纳米纤维复合材。
2、本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材，包含过滤层单元及抗菌层单元。
3、所述过滤层单元包括过滤基底层、纳米纤维层及第一活性炭组分。
4、所述纳米纤维层被所述过滤基底层承载。
5、所述第一活性炭组分分散在所述过滤基底层，且所述第一活性炭组分是选自于未改质活性炭及改质活性炭中至少一者。
6、所述抗菌层单元叠置于所述过滤基底层且包括五倍子萃取物。
7、在本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材中，所述抗菌层单元还包括第二活性炭组分，且所述第二活性炭组分是选自于未改质活性炭及改质活性炭中至少一者。
8、在本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材中，所述过滤基底层具有第一高分子基材，所述抗菌层单元还包括第二高分子基材，且所述第一高分子基材与所述第二高分子基材是各自地选自于聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯或聚酰胺。
9、在本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材中，所述纳米纤维层是由包含聚合物的第一纺丝溶液经无针式静电纺丝工序所形成。
10、在本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材中，所述聚合物是选自于聚乙烯醇、聚氧化乙烯、尼龙、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯腈。
11、在本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材中，所述抗菌层单元包括抗菌基底层，及设置于所述抗菌基底层与所述过滤基底层间的抗菌纳米纤维层，且所述抗菌纳米纤维层是由包含五倍子萃取物及聚合物的第二纺丝溶液经无针式静电纺丝工序所形成。
12、本发明的第二目的在于提供兼具空气过滤效能及抗菌效果的抗菌过滤纳米纤维复合材的另一种变化态样。
13、本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材，包含过滤层单元。
14、所述过滤层单元包括过滤基底层、纳米纤维层及第一活性炭组分。
15、所述纳米纤维层被所述过滤基底层承载，且具有五倍子萃取物。
16、所述第一活性炭组分分散在所述过滤基底层，且所述第一活性炭组分是选自于未改质活性炭及改质活性炭中至少一者。
17、本发明的第三目的在于提供一种能够进行大量生产的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法。
18、本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法，包含以下步骤：步骤(a)、步骤(b)、步骤(c)及步骤(d)。
19、所述步骤(a)是使第一活性炭组分分散在过滤基底层，所述第一活性炭组分是选自于未改质活性炭及改质活性炭中至少一者。
20、所述步骤(b)是将包含聚合物的第一纺丝溶液进行无针式静电纺丝工序以于所述过滤基底层的表面形成纳米纤维层，获得过滤层单元，以所述第一纺丝溶液的总量为100wt％计，所述聚合物的含量范围为8wt％至12wt％，且所述无针式静电纺丝工序的工作电压范围为50kv至100kv。
21、所述步骤(c)是使包含五倍子萃取物的萃取物溶液分布于抗菌基底层的表面后进行干燥，获得抗菌层单元，以所述萃取物溶液的总量为100wt％计，所述五倍子萃取物的含量范围为大于1wt％且15wt％以下。
22、所述步骤(d)是将所述过滤基底层与所述抗菌基底层叠置并使所述过滤层单元与所述抗菌层单元结合，获得抗菌过滤纳米纤维复合材。
23、在本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法中，在所述步骤(b)中，所述聚合物是选自于聚乙烯醇、聚氧化乙烯、尼龙、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯腈。
24、在本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法中，在所述步骤(c)中，以所述萃取物溶液的总量为100wt％计，所述五倍子萃取物的含量范围为5wt％至15wt％。
25、在本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法中，在所述步骤(c)中，所述抗菌基底层具有第二活性炭组分，且所述第二活性炭组分是选自于未改质活性炭及改质活性炭中至少一者。
26、在本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法中，在所述步骤(b)中，所述无针式静电纺丝工序是自距离所述过滤基底层的表面15厘米至25厘米的位置将所述第一纺丝溶液喷至所述表面，且所述无针式静电纺丝工序的工作电压范围为50kv至70kv。
27、在本发明所述的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法中，在所述步骤(c)中，使所述萃取物溶液分布于所述抗菌基底层的表面的方式是选自于涂抹处理、喷洒处理、浸泡处理，及将所述萃取物溶液与聚合物混合而成为包含五倍子萃取物及聚合物的第二纺丝溶液并进行无针式静电纺丝工序而形成抗菌纳米纤维层中至少一者。
28、本发明的有益的效果在于：所述抗菌过滤纳米纤维复合材通过所述过滤层单元搭配所述抗菌层单元的设计，尤其是所述过滤层单元中的所述纳米纤维层及所述第一活性炭组分与五倍子萃取物间的搭配，所述抗菌过滤纳米纤维复合材具有良好的空气过滤效能且能够有效地吸附空气中的气态分子污染物，且所述抗菌过滤纳米纤维复合材还具有好的抗菌效果。另一方面，所述抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法通过所述步骤(a)至所述步骤(d)的设计，尤其是所述步骤(b)利用所述无针式静电纺丝工序来形成所述纳米纤维层，从而能够大量生产抗菌过滤纳米纤维复合材。
技术特征：
1.一种抗菌过滤纳米纤维复合材，包含：过滤层单元，所述过滤层单元包括过滤基底层及被所述过滤基底层承载的纳米纤维层；其特征在于：所述过滤层单元还包括分散在所述过滤基底层的第一活性炭组分，且所述第一活性炭组分是选自于未改质活性炭及改质活性炭中至少一者，所述抗菌过滤纳米纤维复合材还包含叠置于所述过滤基底层且包括五倍子萃取物的抗菌层单元。
2.根据权利要求1所述的抗菌过滤纳米纤维复合材，其特征在于：所述抗菌层单元还包括第二活性炭组分，且所述第二活性炭组分是选自于未改质活性炭及改质活性炭中至少一者。
3.根据权利要求1所述的抗菌过滤纳米纤维复合材，其特征在于：所述过滤基底层具有第一高分子基材，所述抗菌层单元还包括第二高分子基材，且所述第一高分子基材与所述第二高分子基材是各自地选自于聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯或聚酰胺。
4.根据权利要求1所述的抗菌过滤纳米纤维复合材，其特征在于：所述纳米纤维层是由包含聚合物的第一纺丝溶液经无针式静电纺丝工序所形成。
5.根据权利要求4所述的抗菌过滤纳米纤维复合材，其特征在于：所述聚合物是选自于聚乙烯醇、聚氧化乙烯、尼龙、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯腈。
6.根据权利要求1所述的抗菌过滤纳米纤维复合材，其特征在于：所述抗菌层单元包括抗菌基底层，及设置于所述抗菌基底层与所述过滤基底层间的抗菌纳米纤维层，且所述抗菌纳米纤维层是由包含五倍子萃取物及聚合物的第二纺丝溶液经无针式静电纺丝工序所形成。
7.一种抗菌过滤纳米纤维复合材，包含：过滤层单元，所述过滤层单元包括过滤基底层；其特征在于：所述过滤层单元还包括被所述过滤基底层承载且具有五倍子萃取物的纳米纤维层，及分散在所述过滤基底层的第一活性炭组分，且所述第一活性炭组分是选自于未改质活性炭及改质活性炭中至少一者。
8.一种抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
9.根据权利要求8所述的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法，其特征在于：在所述步骤(b)中，所述聚合物是选自于聚乙烯醇、聚氧化乙烯、尼龙、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯腈。
10.根据权利要求8所述的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法，其特征在于：在所述步骤(c)中，以所述萃取物溶液的总量为100wt％计，所述五倍子萃取物的含量范围为5wt％至15wt％。
11.根据权利要求8所述的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法，其特征在于：在所述步骤(c)中，所述抗菌基底层具有第二活性炭组分，且所述第二活性炭组分是选自于未改质活性炭及改质活性炭中至少一者。
12.根据权利要求8所述的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法，其特征在于：在所述步骤(b)中，所述无针式静电纺丝工序是自距离所述过滤基底层的表面15厘米至25厘米的位置将所述第一纺丝溶液喷至所述表面，且所述无针式静电纺丝工序的工作电压范围为50kv至70kv。
13.根据权利要求8所述的抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法，其特征在于：在所述步骤(c)中，使所述萃取物溶液分布于所述抗菌基底层的表面的方式是选自于涂抹处理、喷洒处理、浸泡处理，及将所述萃取物溶液与聚合物混合而成为包含五倍子萃取物及聚合物的第二纺丝溶液并进行无针式静电纺丝工序而形成抗菌纳米纤维层中至少一者。
技术总结
一种抗菌过滤纳米纤维复合材，包含过滤层单元及抗菌层单元。过滤层单元包括过滤基底层、纳米纤维层及第一活性炭组分。抗菌层单元叠置于过滤基底层且包括五倍子萃取物。本发明还提供抗菌过滤纳米纤维复合材的另一种态样，包含具有五倍子萃取物的纳米纤维层的过滤层单元。本发明还提供一种抗菌过滤纳米纤维复合材的制备方法，包含(a)使第一活性炭组分分散在过滤基底层；(b)将包含8wt％至12wt％的聚合物的纺丝溶液进行工作电压为50kV至100kV的无针式静电纺丝工序并于过滤基底层的表面形成纳米纤维层，获得过滤层单元；(c)使包含大于1wt％且15wt％以下的五倍子萃取物的萃取物溶液分布于抗菌基底层并干燥，获得抗菌层单元；(d)将过滤层单元与抗菌层单元叠置并结合。
技术研发人员：王桢坤,杨美玲,李悦群,郭宾崇
受保护的技术使用者：奇异科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5